Fagstoff

Komplettering med perforert liner

Publisert: 03.11.2016, Oppdatert: 19.07.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut

Sentralt i emnet:

  • Cased-hole er en brønnløsning med liner eller casing som sementeres i reservoarsonen.
  • Perforering åpner forbindelsen mellom brønnen og reservoaret.

Perforeringskanoner i brønn. Illustrasjon.   

Når brønnen er sementert med liner, er det ingen kommunikasjon mellom reservoaret og brønnen. Det er utgangspunktet for en cased-hole-komplettering. Cased-hole-komplettering starter i en sementert liner gjennom reservoarsonen. For å få forbindelse mellom brønnen og reservoaret må lineren perforeres.

Cased-hole-komplettering

Cased-hole-komplettering betyr at brønnen har en sementert liner eller casing i reservoarsonen. I utgangspunktet er det mest ønskelig med en åpent-hull-komplettering i brønnene fordi det gir større innstrømningsareal og mindre trykkfall i produksjonssonen. Når brønnen skal gå gjennom reservoar i flere ulike geologiske soner, med ulik stabilitet og forskjellige poretrykk, er det derimot nødvendig å vurdere cased-hole-komplettering.

Sementert liner brukes i horisontale brønner, brønner i reservoar som har løs eller ustabil formasjon (dårlig konsolidertEn godt konsolidert bergart har en sterk forbindelse eller binding av mineraler mellom sedimentene i bergarten. Bindingene i løse bergarter og avleiringer oppstår ved hjelp av trykkpåvirkning, sammenpressing, omkrystallisering og sementering av sedimentene med nydannede mineraler. Dersom bergarten er løs og faller fra hverandre ved lett belastning, er den dårlig konsolidert.), eller brønner som går gjennom flere soner med ulikt formasjonstrykk.

Når lineren er satt og sementert, er det ikke forbindelse mellom reservoaret og brønnen. Det betyr at det ikke er mulig å produsere olje eller gass. Lineren må perforeres. Å perforere betyr å lage forbindelse mellom reservoaret og brønnen. Da lages mange små hull gjennom lineren, sementen og inn i formasjonen. Når brønnen er perforert, kan olje strømme inn i brønnen.

Det er flere ulike metoder for perforering. Den vanligste er ved hjelp av små holdere med eksplosiver som skyter ett hull hver. Eksplosivene er kraftige, og det er derfor utarbeidet strenge arbeids- og HMS-prosedyrer for arbeid med eksplosiver.

Mange ulike løsninger

Cased-hole-komplettering er den mest brukte kompletteringstypen på norsk sokkel. Cased-hole-komplettering varierer fra enkle løsninger til de mest avanserte og smarte løsningene.

Den enkleste kompletteringen er perforering av liner

En enkel cased-hole-kompletteringsløsning er en sementert liner som perforeres i flere reservoarsoner og deretter settes i produksjon. Geologien i området der brønnen bores, bestemmer hvilke intervaller som skal perforeres. Det er vanlig å bore en brønn gjennom flere adskilte soner med olje.

Skuddtetthet og orientering på skuddene i brønnen velges også ut fra reservoarforståelsen. Hvor tett det skal perforeres, bestemmes vanligvis av geologene som har en mening om produksjonsrate og formasjonsstyrken i området. En fulladet perforeringskanon kan ha opp mot 18 skudd per fot, men det er også noen utgaver som har 24 skudd per fot.

Når det skal perforeres i avgrenset retning, det vil si orientert perforering, faller tettheten på skudd per fot. Det er fordi kun et utvalg av plassene i kanonen brukes til skudd. Orientert perforering kan være horisontalt, vertikalt, rettet som I, Y eller V.

Det er også mulig å perforere deler av brønnen og utsette andre soner til et senere tidspunkt.

V-orientert perforering. Illustrasjon.V-orientert perforering 

De mest avanserte kompletteringene har mange smarte løsninger

De mest avanserte kompletteringene har ventiler som kan åpnes og lukkes, pakninger for soneisolering og trykk- og temperatursensorer som kontinuerlig sender data gjennom kontrollinjer til riggen (real-time monitoring). Dette brukes til å vurdere produksjonsrater og om det er mye vann i noen soner. Ved behov kan kompletteringsutstyret nede i brønnen styres via kontrollinjene, slik at vannproduserende soner kan stenges. Dette kalles sanntidsstyring (real-time operations).

Soneisolering i perforert brønn. Illustrasjon.Soneisolering i perforert brønn 

Soneisolering

En brønn som går gjennom forkastninger eller strekker seg gjennom flere reservoaregenskaper, inndeles i soner. Sonene kan skilles med pakninger (packers) som installeres på en indre liner i brønnen. En indre liner i brønnen kalles produksjons-liner.

Stenging

Det er ofte nødvendig å stenge av noen soner i en brønn. I felt der det blir injisert vann, kan brønner som har produsert i mange år, få høy vannproduksjon i noen soner. Det er da ønskelig å stenge de sonene som produserer mye vann, uten å stoppe produksjonen fra resten av brønnen. Stenging kan gjøres med ventiler eller sliding sleeve som er installert i produksjons-lineren.

Struping

Det kan også oppstå trykkforskjeller mellom ulike soner. Dette skjer ofte på grunn av ubalansert vanninjeksjon. For å få produksjon fra soner med lavt trykk kan soner med høyt trykk strupes tilbake slik at det blir produsert olje fra alle sonene. Strupingen kan gjøres gjennom sliding sleeves som står delvis lukket, eller ICD (inflow control device) som er en choke i produksjons-lineren.

Midlertidig isolering av områder

Syrebehandling av brønner gjøres i oppstarten for å redusere formasjonsskade og videre gjennom levetiden for å fjerne avsetninger (scale) i kompletteringsutstyr. Når lange perforeringsintervaller skal syrebehandles, er det også ofte nødvendig å sette plugger eller å bruke kompletteringsutstyr for å regulere syremengden mellom sonene. Det er særlig i kalkreservoarer at syrebehandling er effektivt for å utbedre formasjonsskader.

Planlegging av kompletteringsdesign

Planlegging av komplettering på et nytt felt starter med en helhetlig målsetning. Det er et omfattende arbeid å planlegge et kompletteringsdesign for produksjons- og injeksjonsbrønner. Det må tas hensyn til brønnbane, reservoartype og reservoarkvalitet (sandstein, kalkstein, permeabilitet, konsolidering) og geologi (forkastninger og tette soner). Man må også vurdere mengden og kvaliteten av gass og olje, forventet produksjonsrate, vannproduksjon og trykkforhold i reservoaret.

De første brønnene som bores i feltet, planlegges etter de geologiske forholdene. Da vurderes også kompletteringsløsninger for brønnene. Kompletteringen tar utgangspunkt i reservoaregenskapene og i erfaring fra andre brønner i feltet. Når en produksjonsbrønn er boret, logget og kanskje testet, blir all ny informasjon brukt for å oppdatere kompletteringsdesignet for feltet. Det gjør at brønner på et felt kan ha svært ulike kompletteringsløsninger.

Kompletteringsprogrammet for en brønn er et detaljert og omfattende program. Det er operatøren for feltet som har det overordnede ansvaret for kompletteringsprogrammet. De forskjellige oljeselskapene/operatørene har alle sine interne prosesser for hva som må vurderes for å kunne velge kompletteringsløsninger.